一、基本情况

依托湖南省一流应用特色学科——材料科学与工程学科，着力开发表面改性、镀膜技术及高熵合金、液态金属、敏感材料等功能材料，致力解决高端领域对材料表面防护性和功能性的技术需求所面临的科技问题，助力经济高质量发展。

团队现有骨干成员10人，其中教授1人、副教授5人、博士9人。湖南省普通高校青年骨干教师培养对象2人，湖南省“互联网+”大学生创新创业大赛优秀导师2人。

近年来，承担国家自然科学基金1项、省部级科研项目6项，承担企业横向项目24项，科研经费550余万元；发表科研论文20余篇，其中SCI/EI论文15篇；申请授权专利6项，其中发明专利4项；申请全国行业类科技成果奖2项。

二、研究方向

方向一、功能薄膜材料。

在玻璃表面设计一层薄膜以提高玻璃的透光性、亮度与调控其热辐射系数。实现提高玻璃减反、透明、导电、隔热等功能。

方向二、热控材料的开发及应用。

通过在金属表面制备隔热涂层或制备颗粒增强金属基、陶瓷基复合材料，实现高隔热、高导热、高耐热等功能。

方向三、耐热高强韧性金属材料开发及应用。

通过控制金属冶金和热处理工艺，制备金属基复合材料，提高金属的耐热性和强韧性。

三、成果简介

1. 透明导电电极可控制备及其在柔性电子器件方面的应用

使用磁控溅射技术在聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 基板上制备了Al 掺杂 ZnO/Ag/WO₃ (AZO/Ag/WO₃) 多层薄膜。采用两步磁控溅射工艺沉积 WO₃，有效防止了 AZO/Ag/WO₃ 多层薄膜中银氧化引起的绝缘问题。通过改变膜层厚度，实现AZO/Ag/WO₃ 多层薄膜的光电性能可控调节。最优的 AZO/Ag/WO₃ 多层薄膜显示出 1.74 × 10⁻² Ω⁻¹ 的最大品质因子，平均可见光透射率为 81.1%，方阻为 7.04 Ω sq⁻¹。当应用于透明柔性加热器时，AZO/Ag/WO₃ 多层薄膜表现出快速的热响应、低工作电压下的稳定可控加热性能，表明其具有优异的热性能和高导电性。因此，优化的多层薄膜有望用作高效薄膜加热器和光电器件的柔性透明电极。同时通过两步沉积生长氧化物层以防止Ag氧化的策略，可以扩展到使用低成本的磁控溅射制备其他类型的氧化物/金属/氧化物透明电极。

图1Al 掺杂 ZnO/Ag/WO₃ (AZO/Ag/WO₃) 多层薄膜及其散热性能

2）精准界面调控技术对金刚石/铝(铜)高导热复合材料散热、耐潮性能的影响。

本团队在电子封装用金刚石增强铝基、铜基等高导热复合材料的制备与性能优化方面取得了显著成果。针对金刚石/铝复合材料界面产物(碳化铝)易水解问题，团队提出了在金刚石表面低温合成碳化硅的新方法，碳化硅界面层的引入有效阻断了金刚石与铝的接触，解决了复合材料界面水解问题，提高了金刚石/铝复合材料的使用寿命。针对金刚石/铜界面互不润湿问题，团队通过磁控溅射法引入钨界面层，采用物相、厚度精细化调控法解决了金刚石与铜界面不润湿问题，揭示了界面层厚度优化金刚石/铜复合材料热导率的本质并确立了高导热界面的导热增益机制。实现了金刚石/铜复合材料热导率的优化。目前该复合材料已达到世界领先水平并作为散热片在智能手机芯片、大功率LED及雷达上得到初步应用。

图2不同界面结构的金刚石/铜复合材料的热导率

图3金刚石表面低温合成SiC的SEM、EDS、Raman和XPS表征

图4金刚石不同晶面的原子排列：A三个碳-碳键，B一个碳-碳键，C两个碳-碳键，D两个碳-碳键

3）新型的时效制度对Al-Zn-Mg-Cu合金的强韧化和热稳定性的影响及应用。

团队设计了一种新型的四级时效热处理方法，即在回归再时效的回归阶段之后加入一段24h的自然时效，合金基体中G.P.区增多，抗拉强度和延伸率同时提高，而且提高了耐蚀性。在120 ℃热暴露500 h后，抗拉强度仅下降5.05%。自然时效加速了Mg原子的扩散，并形成了Mg-空位结合体，最终促进了再时效阶段更多GP区的析出，有效地提高了合金的强度和热稳定性。

图5 热暴露过程中不同时效处理试样析出相演变规律

图6 新型多级时效制度和传统时效处理后合金的原子分布情况